Co-C共掺金红石相TiO2光学性质的第一性原理研究

摘要：

基于密度泛函理论第一性原理研究了C、Co单掺杂以及Co/C共掺杂金红石相TiO2的电子结构和光学性质,并探究了Co/C共掺杂时C原子替换不同位置O的两种原子位形(C-1和C-2)对TiO2结构和性能的影响.结果表明:单掺Co和单掺C均会改变金红矿相TiO2的能带结构和电子态密度;掺杂Co能有效减小TiO2的禁带宽度.Co/C共掺杂的2种位形(Co/C-1、Co/C-2)的光谱吸收均优于Co、C单掺杂;当掺杂Co与C的位置互为次近邻关系(即位形Co/C-2)时,得到的带隙最小,其带隙宽度为1.740 eV.Co/C-2共掺杂带隙中存在4条杂质能级,其中2条来自于Co-3d态,另外2条来自于C-2p态;共掺后其带隙减小是C-2p态形成的杂质能级向价带移动的结果.Co/C-2共掺杂体系具有红移范围最广、吸收强度最大的光谱响应,增强了金红石相TiO2的光吸收性能.

关键词：光学性质、第一性原理、金红石相二氧化钛、电子结构、共掺杂

所属期刊栏目：46

分类号：O436(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目61264004;贵州省高层次创新人才培养项目[2015]4015

在线出版日期：2018-08-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：946-951